Hitsaustuotannon kehittäminen verkostoyrityksessä

Tässä diplomityössä tarkasteltiin Total Welding Management -menetelmän soveltamista verkostoituneeseen toimintaan. TWM on menetelmä hitsaustuotannon kehittämiseen ja se on tarkoitettu käytettäväksi tilanteessa, jossa yksi yritys vastaa sekä suunnittelusta että hitsauksesta. Verkostoituneessa hitsaustuotannossa tuotteen suunnittelu ja hitsaus eivät välttämättä ole kokonaan saman yrityksen vastuulla. Se tuo oman haasteensa TWM:n implementointiin. Työssä käytiin läpi verkostojen ja TWM:n teoriaa, sekä pohdittiin mahdollisia ongelmia TWM:n soveltamisessa verkostoihin. Käytännön osuudessa TWM:n avulla kehitettiin esimerkkituotteen, jonka suunnittelusta ja hitsauksesta vastaa kaksi eri yritystä, hitsaustuotantoa. Suunnitelluilla kehitystoimenpiteillä arvioitiin olevan mahdollista lyhentää tuotteen valmistusaikaa 11,9 %. Lisäksi todettiin, että TWM soveltuu käytettäväksi myös verkostoissa, vaikkakin se tuo mukanaan lisähaasteita.

Aukko-osuuden mittausmenetelmien kartoitus PWR PACTEL -koelaitteiston pystyhöyrystimen sekundääripuolella

Diplomityössä kartoitetaan mahdollisuuksia aukko-osuuden mittaamiseksi ydinvoimalaitosta mallintavan PWR PACTEL -koelaitteiston pystyhöyrystimen sekundääripuolella. Työ on toteutettu osana kansallista SAFIR2014-ydinturvallisuustutkimusohjelmaa. Diplomityön tavoitteena on löytää kustannuksiltaan mahdollisimman järkevä ja toimiva menetelmä aukko-osuuden määrittämiseksi. Aukko-osuuden mittaaminen on tärkeää sekundääripuolen kaksifaasivirtauksen käyttäytymisen paremman tuntemuksen lisäämiseksi. Aukko-osuusmittausdataa tarvitaan muun muassa laskentakoodien validointiin. Diplomityössä perehdytään kaksifaasivirtauksen ja aukko-osuuden fysiikkaan sekä esitellään erityyppisiä aukko-osuuden mittausmenetelmiä. Kunkin mittausmenetelmän soveltuvuutta PWR PACTEL -koelaitteistoon arvioidaan erikseen. Aukko-osuuden mittaaminen höyrystimen sekundääripuolella osoittautuu käytännössä erittäin hankalaksi. Pääasiassa tämä johtuu höyrystimen rakenteesta sekä mittausmenetelmien korkeista kustannuksista. Tämän vuoksi työssä tarkastellaan myös edellytyksiä aukko-osuuden mittaamiselle erillisessä höyrystintä mallintavassa koelaitteistossa. Mikäli aukko-osuutta haluttaisiin mitata erilliskoelaitteistossa, tulisi höyrystinmallin rakennetta, materiaaleja tai kiertoainetta muuttaa PWR PACTELin höyrystimeen verrattuna.

Juoksuhaudoista yhteiskuntaan : vuosien 1965–1975 sotilaallista maanpuolustusta ja puolustusvoimia koskevan joukkotiedotuksen diskursiivinen tarkastelu

Suomalainen yhteiskunta muuttui nopeasti 1960- ja 1970-luvuilla kansainvälistä esimerkkiä seuraten. Koulutustason kehittyminen, kaupungistuminen ja yhteiskunnan laaja organisoituminen lisäsivät tyytymättömyyttä vallitsevaa yhteiskuntarakennetta ja sen valtasuhteita ylläpitäviä eliittejä kohtaan. Teknologian kehittyminen mahdollisti myös radikaalien näkökulmien esittämisen joukkotiedotuksessa aiheuttaen laajaa ja mielipiteitä jakaneita keskusteluja. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli täydentää sotilaallista maanpuolustusta ja puolustusvoimia koskevaa tutkimusta erityisesti vuosilta 1965–1975. Tutkimustehtävänä oli selvittää miten tuon ajanjakson yhteiskunnallista muutosta ja sen merkitystä tulkittiin julkisissa keskusteluissa sotilaallisen maanpuolustuksen ja puolustusvoimien kehittämisestä. Tutkimustehtävän kannalta keskeiseksi kohteeksi jäsentyivät julkisesta keskustelusta muodostetut diskurssijärjestykset. Päätutkimusaineiston muodostivat noin 35 000 joukkotiedotuksessa julkaistua uutista, pääkirjoitusta, artikkelia ja mielipidekirjoitusta, joita täydensin aikalaiskirjallisuudella, komiteamietinnöillä ja muilla arkistolähteillä. Tutkimuksen menetelmällinen viitekehys perustui relativistiseen maailmankatsomukseen, jonka mukaisesti sosiaalinen todellisuus on suhteellista, eikä yksiselitteistä totuutta ole olemassa. Tiedon ja totuuden muodostumiseen vaikuttaa merkittävästi ympäristö, jossa sitä tuotetaan. Aineiston analysoinnin menetelmä perustui kriittiseen diskurssianalyysiin, jonka keskeisenä tavoitteena oli selvittää mittavien yhteiskunnallisten muutosten vaikutuksia tiedotusvälineiden muuttuvien diskursiivisten käytäntöjen avulla. Keskeisenä tavoitteena oli diskurssijärjestyksien muodostaminen tekstien lingvistisen analysoinnin tuella ja niiden yhdistäminen laajempaan sosiokulttuuriseen käytäntöön. Tutkimuksessa päädyin siihen, että tarkasteltavalla ajanjaksolla oli viisi merkittävää diskurssikokonaisuutta. Muodostin ne useisiin eri teemoihin keskittyneistä keskusteluista. Virallisen turvallisuuspolitiikan diskurssissa pyrittiin määrätietoisesti määrittämään sotilaallisen maanpuolustuksen ja puolustusvoimien asema turvallisuuspolitiikan keskeisimmän osan, ulkopolitiikan, tukevana osana. Tässä diskurssissa ilmenivät historiallisen muistin ja maantieteellisen aseman lisäksi sotilaspolitiikkaa määrittävät valtiosopimukset, sodankuvan muutos, puolustusvoimien tehtävät sekä voimistuva maanpuolustuskritiikki ja sukupolvien välinen ajatteluero. Asevelvollisuuden diskurssissa oli kysymys yksilön velvollisuudesta valtiota ja maanpuolustusta kohtaan. Diskurssin teemoina olivat omantunnonarat, aseistakieltäytyjät ja aseettoman puolustuksen vaatimukset kansainvälisten esimerkkien rohkaisemina. Diskurssi osoitti joukkotiedotuksen avulla saavutettavat vaikutusmahdollisuudet ja pakotti puolustusvoimat kehittämään tiedottamiskulttuuriaan. Demokraattisuuden ja poliittisuuden diskursseissa siirryttiin lähemmäs puolustusvoimien sisäistä kehittämistä yhteiskuntaan paremmin sopivaksi osaksi. Demokraattisuuden diskurssissa pyrittiin muuttamaan puolustusvoimien autoritäärisiksi koettuja valtasuhteita. Varusmiesten ja henkilökunnan ammattiyhdistystoiminnan kaltaisilla toimintatavoilla oli paljon yhtäläisyyksiä vastaavaan yhteiskuntakehitykseen. Poliittisuusdiskurssin myötä sotilaallista maanpuolustusta ja puolustusvoimia pyrittiin samaan enemmän parlamentaarisen päätöksenteon alaisuuteen ja puolustusvoimien henkilöstölle samat oikeudet muiden kansalaisten tapaan. Puolustustahdon kasvattamiseen liittyvän diskurssin teemoja olivat henkisen maanpuolustuksen kehittäminen, maanpuolustusopetuksen lisääminen ja avoimemman tiedottamisen kulttuurin luominen. Edellä esitettyjen diskurssien perusteella voin todeta, että puolustusvoimien asema yhteiskunnassa muuttui vuosina 1965–1975. Tätä muutosta edesauttoi puolustuslaitoksen suhtautuminen joukkotiedotukseen ja viestintään yleensäkin. Asioihin ei enää pelkästään vastattu, vaan nähtiin omaehtoisen tiedottamisen olevan vähintään yhtä tärkeää. Tämän positiivisen kehityksen myötä kansalaisten oli merkittävästi helpompaa muodostaa käsityksensä koko kansan puolustuslaitoksesta. Tästä syystä voin kuvailla maanpuolustuksen kannattajien ja puolustuslaitoksen olleen vahvasti rakentamissaan juoksuhaudoissa, kunnes diskursseina ja teemoina esiintyneiden keskustelujen jälkeen puolustusvoimat kehittyi paremmin yhteiskuntaan niveltyväksi osaksi.

"Askeleen päässä taidosta" - Kolmen askeleen menetelmän soveltuvuuden testaaminen oppimistehtävän avulla motoristen taitojen opetukseen 4. luokan käsityössä

Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää taitojen opettamisen kolmen askeleen menetelmän soveltuvuutta motoristen taitojen opetukseen käsityön 4. luokalla. Menetelmän soveltuvuuden testaamiseksi on suunniteltu ja valmistettu oppimistehtävä. Oppimistehtävä on laadittu taitojen opettamisen yleismenetelmän, kolmen askeleen menetelmän pohjalta. Oppimistehtävän laadinnassa on käytetty tukena myös suljetun oppimistehtävän teoreettista perustaa, sekä ositetun ja taitolajipainotteisen käsityön piirteitä. Oppimistehtävä toteutettiin satakuntalaisessa koulussa ja toteutuksen suoritti koulun oma käsityönopettaja. Oppimistehtävän aikana tapahtuvasta toiminnasta, opetuksesta ja oppimisessa on pyritty saamaan tietoa kaikilta siihen osallistuneilta osapuolilta. Oppilaille on suoritettu oppimista mittaava alku ja loppu kysely. Opettajaa on haastateltu, jolloin on saatu oppimistehtävän toteuttajan kokemuksia tapahtuneesta. Lisäksi tutkijat ovat itse osallistuneet toiminnan havainnointiin, sekä videoineet opetusta ja oppilaiden toimintaa. Tutkimus on tutkimusotteeltaan laadullinen tapaustutkimus. Tutkimuksen tuote on motoristen taitojen opettamiseen laadittu oppimistehtävä. Tutkimuksen kulku ja toteutus on kuvattu yksityiskohtaisesti mittarien laadinnasta, aineiston keruun ja -tulosten analysoinnin kautta synteesiin ja tutkimusongelmiin vastaamiseen. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että taitojen opettamisen kolmen askeleen menetelmä sisältää myös perusopetuksessa toteutettavan taitojen opetuksen kannalta keskeisimmät elementit. Menetelmä soveltuu etenkin vasta-alkaneille opettajille, mutta myös kokeneille opettajille. Taitojen oppimisen kannalta erityisen tärkeäksi seikaksi tällä ikäryhmällä osoittautui demonstrointi ja ohjaaminen. Lisäksi saimme yksityiskohtaista tietoa, jonka avulla menetelmästä voisi laatia tälle ikäryhmälle vieläkin sopivamman.

Bem-estar na produção de frango de corte em diferentes sistemas de criação

Esta pesquisa foi conduzida com o objetivo de avaliar diferentes sistemas de criação para frangos de corte, caracterizando o ambiente térmico, os parâmetros fisiológicos e o comportamento animal. O experimento foi realizado no decorrer de um ciclo produtivo de 42 dias, no município de Carpina, Estado de Pernambuco, na Estação Experimental de Pequenos Animais da Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE). A pesquisa foi desenvolvida em um módulo de produção dividido em 15 boxes, com 10 aves por Box, e densidade de 10 aves por m², totalizando 150 aves, submetidas a três sistemas de criação: semiconfinado com 3 m² por ave de área de piquete (SC 3), semiconfinado com 6 m² por ave de área de piquete (SC 6) e confinamento total (CONF). O delineamento experimental para análise geral dos dados foi inteiramente casualizado (DIC) em parcelas subdivididas, sendo as semanas alocadas nas parcelas, e os sistemas de criação (SC 3, SC 6, CONF e EXT), nas subparcelas, com as médias comparadas pelo teste de Tukey. As variáveis meteorológicas, índices de conforto e os parâmetros fisiológicos apontam o sistema de criação SC 3 como aquele que permitiu melhor acondicionamento térmico natural às aves, apresentando valores médios da ordem de 25,4 ºC; 69,9 kJ kg-1; 75,7; 65,12 movimentos min-1 e 41,92 ºC para temperatura de bulbo seco, entalpia, índice de temperatura de globo e umidade, frequência respiratória e temperatura cloacal, respectivamente. As aves submetidas ao sistema de criação SC 3 foram as que tiveram melhor oportunidade de expressar seus comportamentos naturais e de explorar o ambiente externo ao módulo de criação, potencializando o bem-estar animal.

Role of Capabilities in Purchasing and Supply Management Performance

The objective of this thesis was to study the role of capabilities in purchasing and supply management. For the pre-understanding of the research topic, purchasing and supply management development and the multidimensional, unstructured and complex nature of purchasing and supply management performance was studied in literature review. In addition, a capability-based purchasing and supply management performance framework were researched and structured for the empirical research. Due to the unstructured nature of the research topic, the empirical research is three-pronged in this study including three different research methods: the Delphi method, semi-structured interview, and case research. As a result, the purchasing and supply management capability assessment tool was structured to measure current level of capabilities and impact of capabilities on purchasing and supply management performance. The final results indicate that capabilities are enablers of purchasing and supply management performance, and therefore critical to purchasing and supply performance.

Modelagem matemática e difusividade efetiva das sementes de pinhão-manso (Jatropha curcas L.) durante a secagem

O presente trabalho teve o objetivo de ajustar diferentes modelos matemáticos aos dados experimentais da secagem de sementes de pinhão-manso (Jatropha curcas L.), bem como determinar o coeficiente de difusão efetivo e obter a energia de ativação para a faixa de temperatura utilizada. As sementes de pinhão-manso com teor de água de 0,67 (decimal b.s.) passaram por um período de pré-secagem em ambiente natural para reduzir e homogeneizar o teor de água para 0,30 (decimal b.s.). Em seguida, a secagem foi realizada em secador experimental mantendo-se as temperaturas controladas de 30; 40; 50; 60 e 70 ± 1 ºC e umidades relativas de 55,98; 41,44; 35,35; 26,21 e 13,37 ± 3%, respectivamente. Aos dados experimentais foram ajustados onze modelos matemáticos utilizados para a representação do processo de secagem de produtos agrícolas. Conclui-se que, dentre os modelos analisados, Page e Henderson e Pabis Modificado apresentaram os melhores ajustes aos dados experimentais, sendo o modelo de Page selecionado para a descrição das curvas de secagem do pinhão-manso devido a sua simplicidade; o coeficiente de difusão efetiva aumenta com a elevação da temperatura, apresentando magnitudes entre 3,93x10-10 e 9,19x10-10 m² s-1 para o intervalo de temperatura de 30 a 70 ºC, respectivamente; e a energia de ativação para a difusão líquida do pinhão-manso durante a secagem foi de 15,781 kJ mol-1.

Physiological evaluation of heat stress in gestating sows under different housing systems in bedding and concrete floor

The purpose of this paper was to observe the use of bedding (wood shavings) in physiological variables that indicate thermal stress in gestating sows. The experiment was conducted in order to evaluate the effect of two types of floor (concrete and wood shavings). Worse microclimatic conditions were observed in bedding systems (P<0.05), with an increase in temperature and enthalpy of 1.14 ºC and 2.37 kJ.kg dry air-1, respectively. The floor temperature at the dirty area was higher in the bedding presence in comparison to its absence. In spite of the worse microclimatic conditions in the bedding, the rectal temperature did not differ significantly (P>0.05) but the skin surface temperature was higher in the bedding systems. The same occurred with the respiratory rates. The physical characteristics of the floor material influenced the rate of heat loss by conductance. Estimated values were 35.04 and 7.99 W m-2 for the conductive heat loss between the animal and floor for treatments with or without bedding, respectively. The use of bedding in sow rearing has a negative impact on microclimatic conditions, what implies in thermoregulatory damages.

Determinação do equilíbrio higroscópico e do calor isostérico do bagaço de cana-de-açúcar

Com o intuito de analisar a dinâmica de sorção e a energia necessária para a vaporização da água na desidratação do bagaço da cana-de-açúcar, o presente trabalho teve como objetivo a determinação de seu equilíbrio higroscópico e calor isostérico, a partir de diferentes condições controladas de temperatura (20; 40; 55 e 70 ºC) e umidade relativa do ar (10; 12; 17; 18; 30; 40; 45; 50; 60 e 85%), assim como avaliar, entre diversos modelos descritos na literatura, o que melhor represente o comportamento de sorção. Como resultado, foi verificado que o modelo que melhor se ajustou aos dados empíricos do processo de sorção do bagaço de cana-de-açúcar foi o Modelo de Henderson Modificado, com coeficiente de determinação de 0,972, enquanto o calor isostérico integral de dessorção variou de 2524,09 a 2951,95 kJ kg-1, para os teores de água de equilíbrio de 0,014 a 0,170 b.s., respectivamente.

KINETICS OF MASS LOSS OF ARABICA COFFEE DURING ROASTING PROCESS

ABSTRACT Roasting is one of the most complex coffee processing steps due to simultaneous transfers of heat and mass. During this process, beans lose mass because of fast physical and chemical changes that will set color and flavor of the commercial coffee beverage. Therefore, we aimed at assessing the kinetics of mass loss in commercially roasted coffee beans according to heating throughout the processing. For that, we used samples of 350-g Arabica coffee processed grains with water content of 0.1217 kga kg-1, in addition to a continuous roaster with firing gas. The roaster had initial temperatures of 285, 325, 345 and 380 °C, decreasing during the process up to 255, 285, 305 and 335 °C respectively. Mass loss was calculated by the difference between grain weight before and after roasting. We observed a linear variation directly dependent on roaster temperature. For each temperature during the process was obtained a constant mass loss rate, which was reported by the Arrhenius model with r2 above 0.98. In a roaster in non-isothermal conditions, the required activation energy to start the mass loss in a commercial coffee roasting index was 52.27 kJ mol -1.

Johdon laskentatoimen menetelmät toimittajavalinnassa

Tutkimuksessa käydään läpi ja arvioidaan johdon laskentatoimen menetelmiä toimittajavalinnassa sekä hankintatoimessa kustannusnäkökulmasta. Vaikka käsitellyt menetelmät ovat yleisiä, niitä sovelletaan vähän alan kirjallisuudessa ja tutkimuksissa hankintatoimen näkökulmasta. Työ on kirjallisuustutkimus, joka koostuu alan keskeisistä julkaisuista kirjoista ja artikkeleista. Tutkielmassa käytiin läpi kuusi johdon laskentatoimen menetelmää: kustannustietojen jakaminen, kokonaiskustannuslaskenta, toimintolaskenta, suorituskyvyn mittaaminen, tasapainotettu mittaristo ja benchmarking. Teoreettisten viitekehysten lisäksi työssä käydään läpi case-tapauksia siitä miten menetelmiä sovelletaan yrityksissä. Toimittajavalinnassa huomattiin pehmeillä valintakriteereillä olevan suurempi merkitys yrityksen suoriutumiseen kuin määrällisillä kriteereillä. Käsitellyissä menetelmissä on paljon samoja piirteitä tai ne ovat toisiaan tukevia, joten useamman menetelmän käyttö hankintatoimessa on siksi suotavaa. Menetelmien käyttö toimittajavalinnassa ja hankintatoimessa vaikuttaa olevan vielä vähän sovellettu asia, mikä todennäköisesti muuttuu tulevaisuudessa.

Purified lignin for demanding applications

Diplomityön tarkoituksena oli puhdistaa kraft ligniiniä. Raaka-aineena käytettiin pääasiassa Lignoboost -menetelmän kaltaisella menetelmällä havupuu- mustalipeästä saostettua ligniiniä. Diplomityön ensimmäisenä tavoitteena oli löytää menetelmä, jolla voidaan poistaa kraft ligniinistä tuhkaa. Työssä raaka-aineena käytetyn saostetun ligniinin tuhkapitoisuus oli noin 3 %. Tarkoituksena oli saada laskettua tuhkapitoisuutta uudelleenlieton, suodatuksen ja pesun avulla. Työn toisena tavoitteena oli hiilihydraattien poisto kraft ligniinistä. Hiilihydraatit, pääosin hemiselluloosaa, ovat kiinnittyneet ligniiniin vahvoin kovalenttisin sidoksin. Aiempien kokemusten perusteella hemiselluloosat eivät irtoa ligniinistä vesipesun yhteydessä, vaan niiden irrottaminen vaatii onnistuakseen happo-, entsyymi- tai mikrobikäsittelyn, mikäli halutaan säilyttää ligniinin rakenne muuttumattomana. Tässä työssä käytetyt kraft ligniinin puhdistusmenetelmät olivat lietto, happohydrolyysi ja entsymaattinen hydrolyysi, joista kumpikin sisälsi ligniinin uudelleenlieton, suodatuksen ja muodostuneen kakun pesun vedellä.

Kustannuslaskenta yritysverkostoissa: menetelmät ja yritysmaailman esimerkit

Kustannuslaskentaa ja yritysverkostoja on tutkittu erillisinä alueina jo varsin pitkään, mutta yritysverkoston kustannuslaskennan tutkimus on vasta alkuvaiheessa. Tutkimus käsittelee kustannusjohtamista yritysverkostoissa. Työn tavoitteena on kuvailla yritysverkostoiden kustannuslaskennan käyttämät menetelmät, tarkastella niiden ominaispiirteitä ja esitellä kirjallisuudesta löytyviä käytännön esimerkkejä yritysverkostojen kustannuslaskennasta. Tutkimus toteutettiin teoreettisena, eli se pohjautuu aiemmin julkaistuun tutkimuskirjallisuuteen. Työn empiria pohjautuu tieteellisen lähdekirjallisuuden empiriaan, ja niistä koottuihin johtopäätöksiin. Tarkoituksena on luoda kokonaiskuva perehtymällä kirjallisuuteen ja tämän jälkeen verrata tukevatko yritysmaailman case-esimerkit teorian kokonaiskuvaa. Yritysverkostot käyttävät kustannuslaskenta menetelmiä johdon päätöksen teon tukena. Kehitystoimintaa, oikeaa asennoitumista ja luottamusta on pidetty elintärkeinä kulmakivinä yritysverkoston kustannuslaskennassa. Jotta laskentajärjestelmiä voidaan kehittää verkostoissa, on yrityksillä oltava yhteinen näkemys kehittämisprojektista. Verkoston kustannuslaskennan haasteet muodostuvat niin laskentateknillisistä kuin ihmissuhteisiin kohdistuvista ongelmista. Verkostoissa käytettäviä laskentamenetelmiä ovat avoimet kirjat –menetelmä, toimintolaskenta, arvoketjuanalyysi, tasapainotettu suorituskykymittaristo ja tavoitekustannuslaskenta. Yritysverkoston kustannusjohtamisen menetelmiä voidaan soveltaa, riippuen verkoston tarpeista ja resursseista, yksinään tai yhdessä muiden menetelmien kanssa. Yritysverkostossa voidaan käyttää näiden menetelmien lisäksi myös muita analyysejä ja arvioita.

TRIZ – Systemaattinen teknisten ongelmien ratkaisumenetelmä

Tämän kandidaatintyön tavoitteena on kartoittaa TRIZ-menetelmää teknisen ongelmanratkaisuprosessin työkaluna, sekä antaa lukijalle yleiskatsaus menetelmän työkaluista ja hyödyistä esimerkkien avulla. Työ vastaa kysymyksiin: Soveltuuko TRIZ tekniseen ongelmanratkaisuun? Miten TRIZ:in koulutus tulisi toteuttaa? Työn teoria pohjautuu alan julkaisuihin sekä yritysten raportoimiin tuloksiin. Havainnollistavina esimerkkeinä on käytetty kirjallisuudesta löytyneitä, sekä itse havaittuja ongelmia ratkaisuineen. Työ on toteutettu kirjallisuustyönä. Työn tuloksena toteamme, että TRIZ soveltuu hyvin tekniseen ongelmanratkaisuun tarjoten perinteistä ongelmanratkaisua tehokkaammat menetelmät. TRIZ korostaa ongelmia aiheuttavien ristiriitojen etsimistä, analysointia ja täydellistä poistamista. Menetelmällä voidaan lisätä ja nopeuttaa innovaatioiden syntyä, koska ristiriidan ratkaisussa voidaan hyödyntää jo muissa patenteissa käytettyjä ratkaisumalleja.

Design of Pulsed Electroacoustic Measurement System for Space Charge Characterisation

Pulsed electroacoustic (PEA) method is a commonly used non-destructive technique for investigating space charges. It has been developed since early 1980s. These days there is continuing interest for better understanding of the influence of space charge on the reliability of solid electrical insulation under high electric field. The PEA method is widely used for space charge profiling for its robust and relatively inexpensive features. The PEA technique relies on a voltage impulse used to temporarily disturb the space charge equilibrium in a dielectric. The acoustic wave is generated by charge movement in the sample and detected by means of a piezoelectric film. The spatial distribution of the space charge is contained within the detected signal. The principle of such a system is already well established, and several kinds of setups have been constructed for different measurement needs. This thesis presents the design of a PEA measurement system as a systems engineering project. The operating principle and some recent developments are summarised. The steps of electrical and mechanical design of the instrument are discussed. A common procedure for measuring space charges is explained and applied to verify the functionality of the system. The measurement system is provided as an additional basic research tool for the Corporate Research Centre of ABB (China) Ltd. It can be used to characterise flat samples with thickness of 0.2–0.5 mm under DC stress. The spatial resolution of the measurement is 20 μm.